iPS 細胞技術を用いたがん特異的キラー T 細胞の再生―― がんの免疫細胞療法の革新的戦略

河本 宏

かわもと ひろし
京都大学再生医科学研究所 再生免疫学分野

がん患者の体内には，がん細胞を殺すことのできるの細胞の寿命に限界があった。本稿では，筆者らキラー T 細胞が少数ながら存在する。現行のがん免が開発を進めているまったく新しいがんの免疫療

疫療法は，それらの T 細胞を刺激して働かせるとい法について紹介する。それは，iPS 細胞技術を用う戦略をとっているが，その効果は限られたものでいて，がん細胞を攻撃してくれる T 細胞を有効あった。筆者らは，iPS 細胞技術を用いれば，このに増やす方法であり，特異的な抗体の利用に匹敵状況を打破できると考えている。

する潜在的影響力があると考えている。

がんの治療法としては，手術，放射線照射，抗がん剤を使う方法が標準的に行われている。しかし，これらの治療法は，すでに転移したがんに対してはほとんど無力で，せいぜい延命効果が望めるくらいである。「すでに転移しています」という医師の言葉は，死の宣告に等しい。

I 免疫反応の仕組み
自然免疫と獲得免疫

今回の話を理解していただくためには，まず免疫系の基本的な仕組みを理解する必要がある。免

一方で，免疫療法という治療法もある。リンパ疫とは，病原体から体を守る防御反応のことを指球を活性化して患者の体内に戻す細胞療法とか，す。毎回同じように起こる反応を自然免疫，2 回

がんワクチン療法などである。これらは効果がま

目には増強される反応を獲得免疫という。まずこだ不確かで，残念ながら標準的な医療には至っての二者の違いを説明しよう。

いない。

細胞が物を見分ける時には，細胞表面に出してしかし筆者は，転移したがんをも相手に戦えるいる分子に結合するかどうかで判断する。見分けのは，免疫療法しかないと考えている。転移したるための分子をレセプター（受容体）という。自然がんは，手術，放射線，抗がん剤などの既存の技

免疫系の反応の場合，免疫細胞の表面には，細菌術を極限まで進歩させても，おそらく治すには至に共通した成分とかウイルスに共通した成分などらないだろう。免疫療法に対しては「自分の体のに幅広く結合できるレセプターが出ている（図 1）。

一部であるがんを免疫が攻撃してくれるの？」と最初から一通りのレセプターを出しているので，いう疑問をもつ人もいるかもしれない。しかし，どの細胞もすぐに反応できる。一方，獲得免疫系

自己免疫疾患でみられるように，免疫は自分自身の場合，「ある特定の菌のこの分子にしか結合しの組織を，それも組織がぼろぼろになるまで執拗ない」という，極めて限られた相手とだけ結合すに攻撃することがある。同じようなことをがんにるようなレセプターを出している。個々のレセプ

対して起こさせればいい。このアイデアは従来かターが結合する相手がごく限られている代わりに，らあったが，攻撃してくれる T 細胞の選別とそ

あらかじめ数百万種類というオーダーで用意され

0682

KAGAKU

Jun. 2013 Vol.83 No.6

答ができない。病原体をみることができる細胞は，

自然免疫系
病原体

各種病原体成分に弱く結合する分子感染症が起こると，まず増えなければならない。
そのため，少し時間がかかる。
「細胞が増えた」という状態を「獲得」する反応なので，獲得免疫というのである。
ここでいくつかの用語に登場してもらう。獲得

（反応は早いが，弱い）ことを特異性，多種類用意されていることを多様

獲得免疫系
1. 感染

免疫系のレセプターが特定の物にしか結合しない

病原体

特異的に結合する分子性という。そして，このような反応様式のレセプ
ターが結合する相手方を抗原，レセプター側を抗原レセプターという。獲得免疫反応が起こる時は，抗原に特異的なレセプターを出している免疫細胞が増殖する，と表すことができる。この過程は，多様性「クローンの増大（clonal expansion）」と表現される。

2. 特異的な細胞の増殖クローンとは，ひとつの細胞から生じた細胞集団のことである。この「クローンの増大」という現
クローン
の増大

象が本稿でのキーとなる。
免疫で働く細胞

まず実際の免疫反応のごく基本的な 3 つの仕

3. 病原体の排除

組みを説明する。3 つの仕組みとは，食細胞による病原体の貪食，B 細胞による抗体の産生，キラー T 細胞による感染細胞の殺傷である（図 2）。食（反応は遅いが，強い）

図 1―自然免疫系と獲得免疫系の反応の基本型
自然免疫系の細胞の出すレセプターは，病原体に共通する成分に比較的弱く結合する。そういうレセプターが最初から一通り出ている。獲得免疫系の細胞の出すレセプターは特定の分子に特異的に強く結合する。1 個の細胞は 1 種類のレセプターしか出さないかわりに，極めて多くの種類が用意されている（多様性）。それぞれの細胞は少ししか用意されていないが，感染症が起こった時，病原体の成分に結合できる細胞は増殖して（ク
ローンの増大），病原体の処理にあたる。

細胞の働きは，病原体を食べて始末するということで，わかりやすい。抗体は B 細胞がつくりだ
す液性の分子で，病原体に結合して無力化する働
1．病原体を食べる
食細胞

2．抗体でやっつける
抗体ていて，どんな病原体にでも対峙できるようにな

B 細胞

っている。
ここで大事な点は，獲得免疫系の場合，1 つの細胞は 1 種類のレセプターしか出していないということである。つまり，何百万種類の「細胞」が用意されているということである。そうなると，それぞれの細胞はほんの少しずつしか用意できな
いので，感染症が起こった時，すぐには十分な応

3．感染細胞を殺す

感染細胞

キラー T 細胞図 2―主な免疫細胞とその働き
免疫の仕組みを大きく分けると，病原体を食べる，抗体をつくる，感染細胞を殺す，の 3 つに分けられる。

iPS 細胞技術を用いたがん特異的キラー T 細胞の再生

科学

0683

病原体の取り込み
樹状細胞

病原体

抗原提示

抗原提示

ナイーブ
ヘルパー T

ナイーブ
キラー T

クローン
の増大

ナイーブ
B

クローン
の増大

刺激

エフェクター
ヘルパー T

クローン
の増大

抗体産生
細胞

抗原提示
感染細胞

エフェクター
キラー T
細胞傷害

細胞死

抗体産生
図 3―獲得免疫系の免疫反応における「クローンの増大」
樹状細胞は病原体の一部を抗原として細胞表面に提示する。提示された病原体
由来の抗原と結合できるナイーブヘルパー T 細胞は，活性化されクローンの増大を起こす。増殖したエフェクターヘルパー T 細胞は，B 細胞を刺激する。
刺激された B 細胞は，まずクローンの増大を起こし，それから抗体をつくり始める。
樹状細胞が出している抗原によりナイーブキラー T 細胞も活性化され，クローンの増大が起こる。エフェクターキラー T 細胞は感染細胞をみつけて殺す。

きなどを発揮する。キラー T 細胞は，感染した増大」にあたる。抗原に出会う前のリンパ球をナ細胞を殺すことにより，それ以上感染が広がらな

イーブ細胞といい，活性化されて働く状態になっいようにする。食細胞の働きは自然免疫系に，Bたリンパ球をエフェクター細胞という。増殖した細胞と T 細胞の働きは獲得免疫系に属する。

エフェクターヘルパー T 細胞は，B 細胞を刺激

これらの細胞が働く仕組みを，「クローンの増大」過程に注目しながらみていこう。樹状細胞とする。刺激された B 細胞は，まずクローンの増大を起こし，それから抗体をつくり始める。

ヘルパー T 細胞という細胞が新たに登場する（図次に，キラー T 細胞をみていこう。ナイーブ3）。樹状細胞は皮膚や粘膜で待ち構えていて，病キラー T 細胞は，樹状細胞が出している病原体

原体が来ると捕食し，リンパ節にやってきて，病由来の抗原に結合し，活性化される。ここで，ク原体の一部を抗原として細胞表面に提示する。提

ローンの増大が起こる。感染した細胞は，同じよ

示された病原体由来の抗原と結合できるヘルパー

うに病原体由来の抗原を細胞表面に出している。

T 細胞は，元気になって（活性化されたという），まず細胞表面に抗原を出すのは，キラー T 細胞に見増える。これがヘルパー T 細胞の「クローンのつけてもらうためである。エフェクターキラー T

0684

KAGAKU

Jun. 2013 Vol.83 No.6

細胞（1）

A B C

XYZ

細胞（2）

A B C

XY Z

切る

切る

つなぐ

つなぐ

BX
「BX」という遺伝子からつくられた抗原レセ
プター

AZ「AZ」という遺伝子からつくられた抗原レセ
プター

図 4―細胞ごとに異なる抗原レセプターを出すようになる仕組み
リンパ球が分化する途中で，細胞ごとに抗原レセプター遺伝子の再構成が起こる。こうして，個々の細胞はそれぞれに異なるレセプターを出すようになる。

細胞は，感染細胞をみつけて，これを殺す。
エフェクター細胞は一定期間働くと，ほとんどは死滅する。しかし，一部が「メモリー細胞」とは答はイエスである。しかし，実際にはあまりうまく起こらない。だからこそがん細胞が増えてしまっているのだ。

いう形で生き残る。メモリー細胞はナイーブ細胞

そもそも，自分の体の成分に対しては免疫反応の時の頻度に比べたらずっと多く，さらに刺激をは起こらないようにする仕組みがある。免疫反応

受けるとすぐにエフェクター細胞になれる。そのが起こらない状態を，免疫寛容という。がん細胞ため，2 回目の感染では速やかに反応が起こる。

は自分の体の細胞なのだから，免疫反応が起こりこれが免疫記憶と呼ばれる現象である。

にくいのである。自分に反応するようなリンパ球が除去される仕組みはいくつかあるが，ここでは多様性のつくられ方

もう 1 つ解説しておかなければならない点ががんに対する免疫を考える時に一番重要な，末梢組織の中で起こる免疫寛容をみていこう。

ある。どうやって何百万種類もの抗原レセプター

T 細胞は，抗原に出会ったらすぐに反応できるをつくるかということである。抗原レセプターのというものではない。
「活性化された」樹状細胞

遺伝子は，数十個の断片が並んだ形で存在していと出会った時だけ，反応するのである。樹状細胞る（図 4 の中で A, B, C, X, Y, Z などと表している）。リンパは，病原体に出会うと，病原体かどうかを見分け球がつくられる過程で，それぞれの細胞の中で，る自然免疫系のレセプターを使って感知し，活性断片同士がランダムに切り貼りされてつなぎあわ化状態になる（図 5）。そうでない時，つまり普段は，される。こうして，個々の細胞はそれぞれに異な活性化されずに大人しくしている。大人しくしてるレセプターを出すようになる。この遺伝子の切いる時も，まわりにある自分の細胞の死骸などはり貼りは，遺伝子再構成と呼ばれる。

貪食して，その破片を細胞表面に出している。自己の成分と反応できる T 細胞が，このように定II がんに対する免疫常状態の樹状細胞に出会って自己抗原に結合するがんに対する免疫は起こりにくい細胞は，普段は何もしてないのではなく，むしろと，無力化されてしまうのである。つまり，樹状

さて，病原体に対する免疫反応という文脈で獲積極的に自己反応性 T 細胞を除く作業を行って得免疫系を解説した。同じ反応はがんに対してもいるということだ。がん細胞が体内でじわじわと起こるのだろうか。
「起こりうる」という意味で増える時，もし反応できるキラー T 細胞が少し
iPS 細胞技術を用いたがん特異的キラー T 細胞の再生

科学

0685

感染時

病原体と判定し，活性化
結合する T 細胞を活性化

病原体

クローン
の増大

樹状細胞

定常状態

結合する T 細胞を抑制

自己抗原

アナジー
（無力化）

樹状細胞
図 5―自己抗原を取り込んだ樹状細胞は反応する T 細胞を無力化する
樹状細胞がものを取り込む時，自然免疫系のレセプターを用いてそれが病原体かどうかを察知する。病原体と察知すると，樹状細胞は活性化する。活性化樹状細胞が提示する抗原を認識できる T 細胞と出会うと，樹状細胞はその T 細胞を活性化する。一方，取り込んだものが病原体でない場合，樹状細胞は活性化されないままで抗原を提示する。提示する抗原を認識できる T 細胞と出会うと，その T 細胞を無力化した状態へと誘導する。

ナイーブ
T 細胞集団がんに特異的なエフェクター
キラー T 細胞

がん細胞

がん特異的
エフェクター
キラー T 細胞

患者に投与

がん細胞

エフェクター
T 細胞は寿命が
短い…

増幅

抑制
アナジー化
図 6―がん患者にみられる T 細胞の無力化
がん患者では，がん細胞を攻撃することができるエフェクター T 細胞は生成するが，その多くは無力な状態になってしまっている。

図 7―現行の免疫療法が直面する問題点
がんに対する反応性のあるエフェクター T 細胞をがん抗原で刺激し活性化させても，得られる細胞数や寿命は限られており，抗がん効果は限定的である。

いたとしても，この仕組みによって無力化されてその効果ありというケースでもほとんどは延命効しまうのである。

果があったということであり，治癒に至っている
わけではない。

現行のがん免疫細胞療法の限界

キラー T 細胞は存在していたとしても多くは

最近，いろいろな種類のがん細胞について，特無力化されており，反応できる細胞は少ない（図 6）。

有の抗原の存在が明らかにされている。抗原がわ少ないなりに，特異的に刺激して増やすと，しばかれば，その抗原に対して免疫反応を誘導してやらくの間は腫瘍の増殖を止めるなど，それなりのればいいということになる。実際，ワクチンとい効果があることは多くの臨床研究に携わる医師がう形で投与してキラー T 細胞を活性化する方法認めている。ただ，効果は長続きしない。長続きや，体外で患者の T 細胞を樹状細胞と抗原を用しないことの大きな要因は，エフェクター T 細

いて活性化してから生体に戻す方法などがとられ胞の寿命が短いことである（図 7）。要するに，がている。しかし，今のところ，治療成績はあまりん細胞を攻撃できる T 細胞が少なすぎるのであよくない。効果があるのは 10～30％ 程度とされ，

る。

0686

KAGAKU

Jun. 2013 Vol.83 No.6う）
細胞株に抗体をつくらせるという方法である

III 新しい発想：T 細胞のクローンの増大を操作する（図 8 上段）。クローンを人為的に操作する方法をク

ローニングという。こうしてつくられた抗体は，
モノクローナル抗体と呼ばれ，この技術の開発者

抗体医薬は「B 細胞のクローンの増大」の人為的な再のケーラーとミルシュタインは 1984 年にノーベ

現ル賞を受けている。
さて，免疫療法は上記のように苦戦しているが，

実は免疫を利用した方法で，非常によく効いていT 細胞の人為的「クローンの増大」は困難だった

るものもある。それは，抗体を薬として投与する

抗体は，細胞表面に出ている分子しか標的にで方法である。がん細胞の表面に出ている分子に対きない。がん細胞がその分子を表面に出さなくなする抗体を用いれば，がん細胞を攻撃してくれる。 ったら，効かなくなってしまう。一方，T 細胞は，抗体療法はがんの他にも自己免疫疾患とか感染症

細胞の中のタンパク分子を標的にすることができの治療に使われて大きな効果をあげている。なお，る。前述のように，細胞質内のタンパクは，キラ抗体療法は，広い意味では免疫療法といえるが，ー T 細胞にみつけてもらうために，細胞表面に

普通はあまり免疫療法とは呼ばない。

提示される仕組みがある。がん細胞の維持に必要

さて，抗体療法の意味を考えてみよう。抗体のな細胞質内分子をキラー T 細胞の標的にすれば，産生は，体の中では B 細胞の「クローンの増大」

がん細胞がその分子を出さなくなって逃げるといに引き続いて起こる。この「クローンの増大」にうことはそう簡単にはできないだろう。

あたることは，生体外で細胞工学的な操作によりでは，B 細胞のモノクローナル抗体作製にあた可能となった。永遠に増え続ける（「不死化した」といることを T 細胞でもできないだろうか。実は T

B 細胞の場合
B 細胞大量培養
臨床で使える

ハイブリドーマ
モノクローナル抗体

不死化
T 細胞の場合
T 細胞

T 細胞クローン

大量培養
研究用にしか
使えない

不死化

T 細胞

iPS 細胞

大量培養

分化
誘導

正常細胞
臨床で使える

不死化
図 8―リンパ球のクローニング法と臨床への応用
特定の抗体を産生する B 細胞を，別な不死化した抗体産生細胞株と細胞融合することにより，その抗体をつくり続ける不死化細胞株を作製することができる。2 種の細胞を融合させるのでハ
イブリドーマ（ハイブリッドは交雑という意味）という。抗体は精製すれば生体に投与可能になる。

T 細胞も長期間培養する，あるいは B 細胞と同じように不死化株と融合させるなどにより不死化が可能である。ただし，そうしてできた T 細胞は生体に投与して働かせることはできない。
特定の反応性をもつ T 細胞から iPS 細胞をつくれば，それを元にして同じ反応性の T 細胞を生体に投与が可能な形で無限につくることができる。

iPS 細胞技術を用いたがん特異的キラー T 細胞の再生

科学

0687

筋細胞

受精後数日
の胚盤胞

分化誘導
ES 細胞

神経細胞

受精
内部細胞塊

支持細胞
（フィーダー細胞）

皮膚細胞

図 9―ES 細胞をつくる方法と ES 細胞からの各組織の再生

ES 細胞は胚盤胞の内部細胞塊の中の細胞を培養し続けたもので，あらゆる組織へ分化する能力を有する。

細胞もクローニング法はずいぶん以前に樹立されうがよいので，自分の体の細胞から ES 細胞のよている（図 8 中段）。しかし，抗体と同じようにはいうな細胞をつくる技術の開発が望まれていた。まかなかった。抗体の場合は「分子」として働くのず開発されたのが，「核移植」法である。成体ので，それをつくる細胞自体は不死化した細胞であ

組織中の分化した細胞を体細胞というが，受精卵っても，問題はなかった。一方，T 細胞は生体での核を体細胞の核と入れかえることにより，体細「細胞」として働くのだから，不死化したような胞の核を受精卵のような状態に戻し，発生を開始「異常」な細胞は，臨床で使い物にならない。まさせる技術である（図 10 上段）。このように未分化

ともに機能できないだろうし，また不死化した細で全能性の状態まで戻すことを「初期化」という。

胞は生体ではそのまま白血病を起こしてしまう危

両生類ではガードンが 1962 年に成功していたが，険性も高い。

哺乳類で成功したのは 1997 年である1。

本稿で紹介するのは，新規に開発した T 細胞

核移植により，自分の細胞から ES 細胞がつくのクローンの増大を操作できる技術である。筆者

れるようになった。しかし，この技術は卵子を必

らは，iPS 細胞技術を用いて，これを実現した（図要とすることや，高度な技術を要することなどか

8 下段）。B 細胞のモノクローナル抗体作製技術にら，ヒトへの応用は進まなかった。そこへ登場し匹敵する技術革新といえる。この説明に入る前に， たのが山中伸弥があみだした iPS 細胞（induced pluこの技術の開発に至る過程の説明をしよう。

ripotent stem cells; 人工多能性幹細胞）作製法である（図 10 下2段）。体細胞に山中因子と呼ばれる 4 種類のタンES 細胞，核移植技術，iPS 細胞

パク分子を発現させて初期化し，ES 細胞と同様

この先，ES 細胞と iPS 細胞の話が出てくるのの状態まで戻すという技術である。2006 年にマで，ここで解説しておく。受精卵からスタートしウスの iPS 細胞が報告され，2007 年にはヒトでてしばらくすると胚盤胞になる（図 9）。胚盤胞中もつくれることが示された。

の将来胎児になる部分は内部細胞塊といわれ，この部分を取り出して培養したものが ES 細胞であ

核移植による初期化で T 細胞をクローン化る。体のすべての組織に分化する能力（全能性）をリンパ球の話に戻そう。NKT 細胞という特殊有するので，再生医療の材料の細胞として期待さな種類の T 細胞がある。サイトカインという免れた。

疫刺激物質を大量に産生する細胞なので，うまく

ただし，ES 細胞は受精卵を材料にするので，活性化することができれば，がんへの免疫反応を

そこからつくった組織は患者にとっては「他人」

増強する細胞として使うことができる。実際，千の組織になる。したがって，生着しない。再生医葉大学などで，NKT 細胞を活性化するという治療の材料として使うには，自分の組織を使ったほ療法が肺癌や頭頸部癌に対して高度医療として行0688

KAGAKU

Jun. 2013 Vol.83 No.6

体細胞から核移植により ES 細胞をつくる方法
体細胞

未受精卵

核除去

ES 細胞

核移植

体細胞から iPS 細胞をつくる方法
山中因子
体細胞（皮膚細胞など）
iPS 細胞図 10―初期化の方法：核移植と山中因子強制発現体細胞を初期化して全能性の細胞を作製するには，以下の 2 つの方法がある。

（1）
核移植。体細胞の核を取り出して，脱核した受精卵に移入する。その後発生を続けさせ，胚盤胞を作製し，そこから ES 細胞を作製する。
iPS 細胞化。体細胞に山中因子（Oct3/4, Klf4, Sox2, c-Myc）を強制発現させ，初期化（2）
することにより，ES 細胞と同じような全能性細胞にする。

われている。理化学研究所（理研）の免疫・アレル

く，標準的な戦略とするのは難しかった。しかし，

ギー科学総合研究センターでは，この NKT 細胞

そこへいいタイミングで iPS 細胞技術が発明されを利用した再生医療を考えていた。そこでまず目た。この方法を用いれば，もっと簡単にできるはをつけたのが核移植の技術であった。

ずだと考え，iPS 細胞技術が登場してすぐに，リ

マウスの NKT 細胞から核を取り出し，これをンパ球から iPS 細胞を作製する研究を始めた。

核除去したマウス受精卵に移植すると，移植したまずマウスのリンパ球，そしてヒトのリンパ球

核は初期化され，受精卵の核の状態になる。このへと研究を進めた。たとえば，理研ではまずマウ

時，NKT 細胞の抗原レセプター遺伝子の構造はス NKT 細胞から iPS 細胞を作製し，その iPS 細そのまま引き継がれる。この受精卵の発生を引き胞から機能的な NKT 細胞を再生することに成功

続いて進めることにより，NKT 細胞クローンマ

している5。次項では，筆者らが最近理研で行っウ ス を 作 製 し た。す る と，す べ て の T 細 胞 がた研究の成果を紹介しよう。

NKT 細胞になった 。また，この手法で ES 細胞3を作製すると，その ES 細胞から試験管内でつくられた T 細胞はほぼすべてが NKT 細胞になるこ

IV iPS 細胞技術を用いてがん特異的キラー T 細胞を再生ともわかった4。2006 年に筆者を含む理研の研究者 7 名を発明者として「再構成された抗原レセ

がん特異的キラー T 細胞から iPS 細胞を作製

プター遺伝子を有する幹細胞からリンパ球を再生研究の概要は，がん抗原特異的 T 細胞から iPSする方法」という内容の特許を出願している。

細胞を作製し，その iPS 細胞から，もとの T 細胞と同じ反応性の T 細胞を再生しようというも

iPS 細胞技術の利用

ただし，前述のように核移植技術は問題点が多のである（図 11）。実際には，iPS 細胞の材料として，悪性黒色腫の患者由来の T 細胞を用いた（図 12）6。
iPS 細胞技術を用いたがん特異的キラー T 細胞の再生

科学

0689

がん細胞を攻撃できる T 細胞
を選び出す

がん細胞

分化誘導

初期化

iPS 細胞

成熟 T 細胞集団

均一な反応性図 11―iPS 細胞技術によるがん抗原特異的 T 細胞の再生の概念図
がん細胞を攻撃できるキラー T 細胞から iPS 細胞を作製すると，T 細胞のレセプターをつくる遺伝子はゲノム上で切り貼りによって再構成されているので，その構造は iPS

細胞化しても受け継がれる。そのため，その iPS 細胞から T 細胞を再生すると，すべてが同じ反応性をもつことになる。

悪性黒色腫患者
MART 1 抗原
反応性 T 細胞

山中因子
＋SV40

iPS 細胞

移し替え
40 日

再生 T 細胞MART 1 抗原発現細胞に反応

フィーダー細胞図 12―がん抗原特異的 T 細胞から iPS 細胞を作製し，さらにその iPS 細胞から T 細胞を再生するのに成功した
筆者らの最近の成果。ヒト悪性黒色腫の患者から分離されたキラー T 細胞を材料にした。
このキラー T 細胞は悪性黒色腫に特有の MART-1 抗原に反応する。この細胞に山中因子と SV40 の遺伝子を導入し，iPS 細胞を作製した。

その iPS 細胞から T 細胞を分化誘導した。iPS 細胞を 2 種類のフィーダー細胞（OP9 細胞と OP9/DLL1 細胞）と順次共培養した。培養 40 日目には大量の T 細胞が生成した。この中のほとんどすべてが MART-1 抗原に結合できる T 細胞レセプターを出していた。また，

MART-1 抗原を発現する標的細胞に対してキラー T 細胞特有のサイトカインを産生するなどの抗原特異的な反応性も示した。

悪性黒色腫は，MART-1 という特有のタンパク

細胞はうまくつくれなかった。そこで筆者らはさを発現しており，患者の体内には，このタンパクらに初期化の効率を上げるために，山中因子の他を抗原として認識するキラー T 細胞が存在する。

に SV4010 という因子も用いた。また，遺伝子導まず最初に行ったのは，MART-1 抗原特異的入にはセンダイウイルスをベースにしたベクター

キラー T 細胞からの iPS 細胞の作製である。実を用いた11。こうして MART-1 抗原特異的な T

験に利用した細胞は，アメリカ国立衛生研究所

細胞から iPS 細胞が作製された（MART-1-iPS 細胞）。

（NIH）で悪性黒色腫の患者から分離され，培養されていたものである7。ヒト末梢血中の T 細胞か

iPS 細胞からがん特異的 T 細胞を再生

8, 9

ら iPS 細胞を作製したという報告はすでにある

次に MART-1-iPS 細胞から T 細胞を分化誘導

が，その方法では抗原特異的 T 細胞からは iPSした。方法は，すでに報告されている手順12をも

0690

KAGAKU

Jun. 2013 Vol.83 No.6

とに，独自の改変を加えた。40 日間ほどの培養対象とする可能性が出てきた。本稿では悪性黒色により，T 細胞を大量に得ることができた。また，腫の例を示したが，現在は胃癌，肺癌，大腸癌，

この再生 T 細胞は，ほぼすべてが MART-1 抗原

乳癌などの，頻度の高い固形腫瘍の多くでがん抗を認識する T 細胞レセプターを出していた。生原が同定されている。すなわち，本稿で示した治成した T 細胞は，がん抗原が存在した時だけ標療法は，将来的にはほとんどのがんを対象とする的細胞に反応するということも示した。これらのことができる。したがって，患者数は圧倒的に多実験により，MART-1-iPS 細胞から分化誘導さい。特に転移したがんは，代替治療法もなく，死れた T 細胞が MART-1 抗原に特異的に反応するに至る重大な病態である。もし再生医療で転移しT 細胞であることが確認された。

たがんを治せるようになったとしたら，人類にとって，ワクチンと抗生剤で感染症を制圧したこと

V がん治療を革新する可能性に次ぐ，大きな福音となろう。

抗体作製技術に匹敵する発明る。たとえば筆者らの報告が掲載された『Cell

また，この技術は感染症にも用いることができ

前述のように，本稿で紹介した技術は，原理的Stem Cell』誌の同じ号で，東京大学の中内，金にみた場合，B 細胞を用いたモノクローナル抗体

子らのグループはエイズウイルスの抗原に対するの作製法にあたる技術の「T 細胞版」とみなすこ

キラー T 細胞を再生したと報告している13。現代とができ，大きな技術革新といえる。獲得免疫系の先進国では感染症で死亡することはあまりないは体に備わった仕組みであって，その中の「クロが，世界的にみれば感染症もまだまだ深刻な問題

ーンの増大」にあたる部分を人為的に操作するのである。再生 T 細胞療法は，これらの感染症には，本来体が有している能力を増強しようとするも広く応用される可能性がある。

ものである。抗生剤や抗がん剤を使ういわゆる化学療法とは異なり，生理的な戦略といえよう。が想定しているゴール

んの免疫細胞療法は一般には再生医療と考えられ

T 細胞を生体外で増やして戻すなどという医療ていないが，「免疫能が十分に機能できていないは，いかにもお金がかかりそうである。しかし，部分を，免疫細胞を補充することで補完する」と筆者らは，成熟 T 細胞をつくって生体に戻すという意味では，「再生」医療といえる。

いうことを，必ずしも最終的なゴールとしている
わけではない。理想的なゴールとして想定してい再生医療の対象疾患を大幅に拡大るのは，「胸腺で分化を始める直前，すなわち前iPS 細胞の臨床応用については，薬剤のスクリ

駆細胞の段階まで生体外で分化誘導して，生体にーニングや毒性試験などへの応用も考えられてい戻す」ことである（図 13）。注入された前駆細胞は，るが，第一義的には欠損した組織の再生による補患者の胸腺に移住して，T 細胞に分化するはずだ

完が目標とされている。しかし，対象患者の数はと考えている。こうすれば，仮に少数の自己反応

実はそう多くはない。対象となる疾患としては，性の T 細胞が生成することがあるような場合で

たとえばパーキンソン病，脊髄損傷，網膜疾患，

も，胸腺の中で「負の選択」によって除かれるは

糖尿病，心筋梗塞などが挙げられており，その多ずである。さらに，本来の胸腺環境で分化が起こ

くは比較的稀な病気である。糖尿病や心筋梗塞にるので，質のいいナイーブ T 細胞が大量につく

ついては患者の総数は多いが，細胞移植を要する

られると期待できる。ナイーブ T 細胞が末梢にようなケースはごく限られている。また，生死に出現した時点でがん抗原を用いて適切に免疫する

関わるような病気もあまり含まれていない。

ことにより，メモリー T 細胞を誘導することも

しかるに，本研究によって，がんという疾患をでき，持続的な抗腫瘍免疫が期待できると考えて
iPS 細胞技術を用いたがん特異的キラー T 細胞の再生

科学

0691

がんに特異的なエフェクター T 細胞

投与

山中因子

T 前駆細胞iPS 細胞T 前駆細胞

がん特異的ながん抗原で免疫
エフェクター T 細胞
がん特異的
ナイーブ T 細胞

胸腺内
増殖・分化

長期間の
強い攻撃

メモリー T 細胞

図 13―将来構想：T 前駆細胞を投与する方法
がん抗原特異的 T 細胞から iPS 細胞を作製する。その iPS 細胞から生体外で T 前駆細胞段階まで分化誘導し，患者に戻す。T 前駆細胞は患者の胸腺に移住し，分化 / 増殖して，成熟した T 細胞になる。成熟 T 細胞は胸腺からナイーブ T 細胞として移出する。特異的なナイーブ T 細胞が多数存在する状況で免疫することにより，長続きする強い免疫反応が期待できる。

いる。この方法が実現すれば，比較的少数の細胞胞なしで誘導する技術を開発中である。一方で，を 1 回注射するだけですみ，コストを低く抑え再生した T 細胞の機能性，安全性なども検証をることができると思われる。

続ける必要がある。また，他のがん抗原に対する

なお，本研究では原則として患者本人の iPS 細T 細胞も同じように再生できるかどうかも調べる

胞から分化誘導した T 細胞を利用することを想必要がある。これらの課題を並行して進めること定しているが，T-iPS 細胞バンクを確立して，そにより，臨床応用へ向けての研究を加速させたいの中から患者の HLA 型と適合する T-iPS 細胞をと考えている。

選び出して利用するということも可能であると考えている。たとえばある胃癌患者のあるがん抗原に対して T-iPS 細胞を作製した場合，それをバンクで保存しておけば，同じ HLA の人が胃癌になった場合に，即座に使えることになる。こうす
れば，患者ごとに iPS 細胞をつくるというコスト
も，そのうちになくすことができよう。

1―I. Wilmut et al.: Nature, 385, 6691
（1997）
2―K. Takahashi & S. Yamanaka: Cell, 126, 663（2006）
3―H. Wakao et al.: J. Immunol., 179, 3888
（2007）
4―H. Watarai et al.: Blood, 115, 230（2010）
5―H. Watarai et al.: J. Clin. Invest., 120, 2610
（2010）
6―R. Vizcardo et al.: Cell Stem Cell, 12, 31（2013）
7―S. Yang et al.: PLoS One, 6, e22560（2011）
8―T. Seki et al.: Cell Stem Cell, 7, 11（2010）
9―Y. H. Loh et al.: Cell Stem Cell, 7,15
（2010）

結びに10―I. H. Park et al.: Nature, 451, 141（2008）

臨床応用へ向けては，今後新たな培養系の開発が必要である。筆者らは，Maastricht 大学のグループとの共同研究で，ヒト CD34 陽性造血前駆細胞から T 前駆細胞へ分化誘導した上で，それらを増幅することに成功している14。また，マウスの系であるが，造血前駆細胞から T 前駆細胞までをフィーダー細胞なしで分化誘導することにも成功している15。これらの技術を合わせて，ヒト iPS 細胞から T 前駆細胞までをフィーダー細

0692

文献

KAGAKU

Jun. 2013 Vol.83 No.6

11―N. Fusaki et al.: Proc. Jpn. Acad. Ser. B, Phys. Biol. Sci., 85,348（2009）
12―F. Timmermans et al.: J. Immunol., 182, 6879
（2009）
13―T. Nishimura et al.: Cell Stem Cell, 12,114（2013）
14―B. Meek et al.: Blood, 115, 261（2010）
15―T. Ikawa et al.: Science, 329, 93（2010）